CC BY
51
Науки о Земле
УДК631.431.1:631.613.1
ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ СКЛОНОВЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ БУРЯТИИ
THE DENSITY OF SOIL IN THE CONDITIONS OF SLOPING AGRICULTURAL LANDS IN STEPPE ZONE OF BURYATIA
А.П. Батудаев,
Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова, г. Улан-Удэ, Россия [email protected]
A. Batudaev,
Buryat State Academy of Agriculture named after V.R. Filippov, Ulan-Ude, Russia
Отмечено, что физические свойства почв являются важным показателем почвенного плодородия, определяющим рост и развитие растений в сельскохозяйственном производстве, а также получения высоких и устойчивыгх урожаев. В настоящее время актуальна оценка уровня физических свойств плодородия пахотных земель.
Серьезной экологической проблемой современного адаптивно-ландшафтного земледелия является повышенное уплотнение пахотного и подпахотного слоев почвы в связи с интенсивным механическим воздействием и широким использованием на полях мощной техники.
Определены показатели плотности почвы различных горизонтов черноземной почвы в условиях склоно-выгх агроландшафтов разной экспозиции (северной и южной) в степной зоне Республики Бурятия.
Установлено, что плотность почвы на всех частях южного склона превышает значения этого показателя на северном, а также на обоих склонах прослеживается динамика увеличения значений плотности почвы с глубиной взятия образца. В верхней части обоих склонов плотность почвы выше, чем в нижней
Ключевые слова: плотность почвы, чернозем обыкновенный, склоновый агроландшафт, экспозиции склонов, части склонов, степная зона, Бурятия
Physical properties of soils are an important indicator of soil fertility, determining the growth and development of plants in agricultural production and obtain high and sustainable yields. Today the assessment of physical properties of fertility of arable lands is very actual.
The serious environmental problem of modern adaptive-landscape farming is more compaction of the arable and subsurface soil layers due to intensive mechanical impact and extensive use in the fields of powerful machines.
In this work, the authors have determined the densities of different soil horizons of chernozem soils in conditions of agrolandscapes of different slope expositions (North and South) in the steppe zone of the Buryat Republic.
It is established that the density of soil on all parts of the southern slope exceeds the values of this indicator in the North, and also on both slopes of the observed increase of density values of soil with depth of sampling. In the upper part of the both slopes the density of the soil is higher than in the lower one
Key words: density of soil, ordinary chernozem, slope agrolandscape, exposition of slopes, parts of slopes, steppe zone of Buryatia
Е.Э. Еуклипа,
Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова, г. Улан-Удэ, Россия [email protected]
E. Kuklina,
Buryat State Academy of Agriculture named after V.R. Filippov, Ulan-Ude, Russia
На территории Западного Забайкалья широко распространены склоны, так как половина пахотных площадей имеет наклон [1].
Главную опасность для основных при-родныгх ресурсов представляют эрозионные процессы. В связи с тем, что на долю склоновых земель в Республике Бурятия прихо-
дится больше половины пашни, это весьма актуальная проблема для региона. Решение экологических проблем возможно только через совершенствование систем земледелия с ориентацией на адаптивность и био-логизацию на ландшафтной основе [10].
Для современного этапа развития сельского хозяйства характерна негативная ситуация с плодородием почв, расположенных на склоновых землях.
Деградация почв является одной из важнейших социально-экономических проблем, которая создает угрозу экологической, экономической и национальной безопасности России [4].
Интенсивное сельскохозяйственное использование почв склонов не может не отразиться на их плодородии. Агрономической особенностью склоновых земель является их большая пестрота по плодородию [5].
Особенности агрономически значимых параметров плодородия склоновых почв при их длительном сельскохозяйственном использовании могут изменяться как в сторону улучшения, так и ухудшения. Это связано, в первую очередь, с существенной дифференциацией почв от их верхней части к нижней по составу, свойствам, теплофи-зическим и гидротермическим параметрам. Кроме того, различия в тепловлагоресурсах приводят к неоднородности в наступлении физико-технологических кондиций почвы и отзывчивости на антропогенные воздействия, направленные на создание лучших условий для роста и развития сельскохозяйственных культур [9].
Мезоклиматическая неоднородность склонов является причиной контрастного почвенного покрова. Безусловно и то, что свойства почвы на склонах существенно отличаются от равнинных, также в зависимости от экспозиции склона и её крутизны изменяются почвенно-климатические условия. Наиболее контрастны по составу почвы склонов южной и северной экспозиций.
Для склоновых ландшафтов характерна не только экспозиционная дифференциация почв, изменения в характере почвенного покрова происходят и в направлении
вершина-подножье, т.е. осуществляется явление парагенезиса, когда однонаправленность связи по этой оси приводит к меньшей генетической самостоятельности почв и их большей зависимости, чем ниже по склону они расположены.
По данным Т.В. Кузнецовой, вниз по склону прослеживается тенденция увеличения содержания физической глины [7].
Макроструктура во многом характеризует и другие физические свойства почвы, в том числе и ее объемную массу, т.е. плотность сложения. Сложение пахотного слоя почвы является важным показателем, по которому можно судить об эффективности любого из применяемых на определенном участке агротехнических приемов и необходимости применения механической обработки в целях создания (соответствующего) оптимального сложения почвы с учетом биологических особенностей возделываемых культур [2].
С изменением значения плотности меняются водно-воздушные, тепловые свойства, микробиологический режим, условия для живых организмов для биологической активности в связи с ухудшением газообмена, водно-воздушного режима почвы, что отражается на плодородии почвы.
Физические свойства почв являются важным показателем почвенного плодородия, определяющим рост и развитие растений в сельскохозяйственном производстве, а также получения высоких и устойчивых урожаев, поэтому оценка уровня физических свойств плодородия пахотных земель актуальна.
Решающим фактором агрофизической деградации почв является интенсивная механическая обработка и воздействие тяжелой сельскохозяйственной техники, которые приводят к переуплотнению и изменению плотности пахотного слоя земель [6]. Поэтому рекомендуется минимализа-ция обработок (безотвальная обработка, культивации и др.) [3].
На основании результатов опытов многих ученых И.Б. Ревутом (1972) и другими выяснено, что оптимальная плотность зависит от типа почв, гранулометрического
состава и биологических групп сельскохозяйственных культур, но в большей степени
— от структуры почвы [8]. В свою очередь, перечисленные свойства определяются пространственной неоднородностью агро-ландшафта по склону.
По мнению ряда ученых, наилучшие условия для многих полевых культур наблюдаются в случае, если плотность в пахотном горизонте равна 1,2.. .1,4 г/см3.
Среди обыкновенных черноземов степной зоны преобладают почвы с оптимальными или близкими к ним параметрами физических свойств почв [6]. Плотность почвы во многом определяет урожайность полевых культур, так как почва с большей плотностью является серьезной помехой/ преградой для прохождения корневой системы растений в более глубокие горизонты. В равных условиях важным фактором, который определяет интенсивность проявления физических процессов, протекающих в почве, является плотность сложения пахотного слоя.
По оценочной шкале H.A. Качинского (1958), пахотный горизонт черноземов является вспушенным, если плотность меньше 1,0 г/см3, что неблагоприятно в агрономическом отношении, так как происходит слабый контакт семян с почвой.
Оптимальное значение плотности почвы для зерновых и других полевых культур в зависимости от равномерности и количества выпадения осадков, а также от типа почв различно.
Организация и создание пахотного слоя, который был бы приемлем как по физическому состоянию, так и по плотности
— одна из основных задач физики почв и агротехники. От плотности сложения почв зависят величина и степень усвоения осадков растениями, что свидетельствует о взаимосвязи влажности почвы и плотности.
Методика исследований. Для определения влияния склоновых агроландшафтов на показатели плотности почвы нами заложен полевой опыт на богарном участке пашни на территории СПК «Колхоз Искра» Мухоршибирского района Республики Бурятия. Почва — чернозем обыкновенный
мучнисто-карбонатный, земледельческая зона — степная. Опыт проводился во времени, на двух склонах разной экспозиции
— северной и южной. Угол наклона склона северной экспозиции — 3 06', а южной — 623'. Склоны имеют прямолинейный профиль. Заложены два полигона — трансекта (на северном и южном склонах).
Протяженность северного склона 850 м, южного — 760 м (рис. 1). Согласно классификации, северный склон относится к пологому, а южный — к слабо-покатому. Согласно шкале H.A. Качинского (1965), на таких склонах сельскохозяйственная техника устойчива для проведения полевых работ. На каждом из них (рис. 1) на вершине, середине и в основании склонов (позиции) выделяются делянки в четырехкратной повторности. Площадь делянки — 1 м2. Расположение делянок на каждой позиции
— последовательное (поперек склона) в один ярус на расстоянии 15 м друг от друга. Расстояние между позициями по склону (верхняя, средняя, нижняя) в зависимости от ее протяженности 245.295 м.
На исследование поставлен полевой зернопаровой севооборот: чистый пар-пшеница-овес-овес на зеленую массу.
Плотность почвы определяли при помощи бура H.A. Качинского. Образцы отбирались из каждого 10 см почвы до глубины 30 см.
Результаты исследований. Изменение плотности почвы по частям склонов южной и северной экспозиции по результатам наших исследований представлено на рис. 2.3.
По нашим данным, плотность пахотного слоя черноземной почвы в верхней части южного склона колеблется от 1,25 см3 в слое 0.10 см (оптимальная для зерновых культур) до 1,40 см3 в слое 20.30 см (существенно выше оптимума). На северном склоне эти параметры имеют меньшие значения — соответственно 1,22 и 1,32 г/см3.
Плотность почвы на южном склоне в средней её части, как и в верхней, повышается от 1,26 до 1,36 см3, а в нижней — от 1,23 до 1,35 см3. На северном склоне этот показатель в средней части варьирует от
1,19 г/см3 до 1,34 и от 1,18 до 1,29 г/см3 в ниж- на склоне южной экспозиции, а северной ней. В среднем в 0...30 см слое плотность 1,23...1,27 г/см3. почвы находится в пределах 1,28.1,32 г/см3
Рис. 1. Схема и расположение опытных делянок
- севернып склон Рис. 2. Плотность почвы, г/см3
Рис. 3. Плотность почвы в слое 0...30, г/см3
В целом плотность почвы на всех частях южного склона превышает значения этого показателя на северном. На обоих склонах плотность почвы увеличивается с глубиной взятия образца. В верхней части обоих склонов плотность почвы выше, чем в нижней.
Таким образом, плотность чернозема обыкновенного мучнисто-карбонатного в
Список литературы_
слое 0.20 см находится в пределах оптимального значения для зерновых культур.
Плотность почвы в слое 20.30 см на всех точках определения существенно превышает оптимум, что указывает на необходимость мер, направленных на рыхление «плужной подошвы», которая обычно возникает в результате обработки.
1. Алтаева О.А. Влияние склоновых агроландшафтов на урожайность яровой пшеницы на каштановых почвах в условиях сухостепной зоны Бурятии: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Улан-Удэ, 2009. 18 с.
2. Витер А.Ф., Турусов В.И., Гармашов В.М. [и др.]. Обработка почвы как фактор регулирования почвенного плодородия: монография. М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014. 173 с.
3. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Байбеков Р.Ф. Ландшафтоведение. М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013. 240 с.
4. Иванов А.Л., Лебедева И.И., Гребенников А.М. Факторы и условия антропогенной трансформации черноземов, методология изучения эволюции почвообразования / / Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2013. Вып. 72. Режим доступа: http://eng.esoil.ru/images/stories/buIletin/72/ (дата обращения 24.12.2015).
5. Куваева О.М. Влияние почвозащитных технологий обработки почвы и средств химизации на агро-фитоценоз, биологические показатели плодородия почвы и урожайность полевых культур на склоновых землях Нечерноземной зоны: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. М., 2005.
6. Кузнецова И.В., Азовцева Н.А., Бондарев А.Г. Нормативы изменения физических свойств почв степной, сухостепной, полупустынной зон европейской территории России // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2011. Вып. 67. Режим доступа: http://eng.esoiI.ru/images/stories/buIIetin/67/ (дата обращения 24.12.2015).
7. Кузнецова Т.В. Влияние частей склона на плодородие выщелоченного чернозема, урожайность и качество зерна яровой пшеницы в лесостепи Приангарья: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Улан-Удэ, 2010. 20 с.
8. Ревут И.Б. Физика почв. Л.: Колос, 1972. 314 с.
9. Солодун В.И. Разнокачественность почв по плодородию и продуктивности в юго-восточном агро-ландшафтном районе Иркутской области // Вестник ИрГСХА. 2014. № 61. С. 18—24.
10. Турьянский А.В., Котлярова Е.Г., Лицуков С.Д. Оптимизация агроландшафтов Белгородской области — путь к биологизации земледелия // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 9. С. 48—50.
List of literature_
1. Altaeva O.A. The impact on agricultural landscapes sloping yield of spring wheat in the brown soil in a dry steppe zone of Buryatiya [Vliyanie skIonovyh agrolandshaftov na urozhaynost yarovoy pshenitsy na kashtanovyh pochvah v usIoviyah suhostepnoy zony Buryatii ]: Abstract. diss. ... candidate of agricultural sciences. Ulan-Ude, 2009.18 p.
2. Viter A.F., Turusov V.I., Garmashov V.M. [et aI.]. Obrabotka pochvy kak faktor regulirovaniya pochvennogo plodorodiya [TiIIage as a factor of reguIating soiI fertiIity]: monograph. Moscow: SIC INFRA-M, 2014.173 p.
3. Ganzhara N.F., Borisov B.A., Baibekov R.F. Landshaftovedenie [Landscape study]. Moscow: SIC INFRA-M, 2013. 240 p.
4. Ivanov A.L., Lebedeva I.I., Grebennikov A.M. Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva (BuIIetin of SoiI Science Institute named after V.V. Dokuchaev), 2013, voI. 72 AvaiIabIe at: http://eng.esoiI.ru/ images/stories/buIIetin/72/ (accessed 24.12.2016).
5. Kuvaeva O.M. Impact of soil conservation tillage and of chemicals on agrophytocenosis, biological indicators of soil fertility and productivity of field crops on sloping lands Nonchernozem zone [VIiyanie pochvozashhitnyh tehnoIogiy obrabotki pochvy i sredstv himizatsii na agrofitotsenoz, bioIogicheskie pokazateIi pIodorodiya pochvy i urozhaynost poIevyh kuItur na skIonovyh zemIyah Nechernozemnoy zony]: Abstract diss. candidate of agricuIturaI sciences. Moscow, 2005.
6. Kuznetsova I.V., Azovtseva N.A., Bondarev A.G. Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva (BuIIetin of SoiI Science Institute named after V.V. Dokuchaev), 2011, voI. 67 AvaiIabIe at: http: // http://eng. esoiI.ru/images/stories/buIIetin/67/ (accessed 24.12.2016).
7. Kuznetsova T.V. Effect parts of the slope on the leached chernozem fertility, yield and quality of spring wheat grain in forest-steppe of Priangarye [Vliyanie chastey sklona na plodorodie vyshhelochennogo chernozema, urozhaynosti kachestvo zerna yarovoy pshenitsy v lesostepi Priangariya ]: Abstract diss. candidate of agricultural sciences. Ulan-Ude, 2010. 20 p.
8. Revut I.B. Fizika pochv [Physics of soils]. Leningrad: Kolos, 1972. 314 p.
9. Solodun V.I. Vestnik IrGSHA (Bulletin of the FSBEI HE Ir. SAU), 2014, no. 61, pp. 18-24.
10. Turyansky A.V., Kotlyarova E.G., Litsukov S.D. Dostizheniya nauki i tehniki APK (Scientific and technological agriculture), 2012, no. 9, pp. 48-50.
Коротко об авторах_
Куклина Евгения Эрдэмовна, канд. с.-х. наук, зав. кафедрой «Кадастр и право», институт землеустройства, кадастров и мелиорации, Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова, г. Улан-Удэ, Россия. Область научных интересов: агроландшафтная организация территории, использование склоновых агроландшафтов в сельскохозяйственном производстве, мониторинг и оценка плодородия почв склоновых земель [email protected]
Батудаев Антон Прокопьевич, д-р с.-х. наук, профессор кафедры «Общее земледелие», Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова, г. Улан-Удэ, Россия. Область научных интересов: севообороты, обработка почвы, плодородие почвы, биологизация земледелия, ресурсосберегающие технологии а^оп [email protected]
Briefly about the authors_
Evgeniya Kuklina, candidate of agricultural sciences, head of Cadastre and Law department, Institute of Land Management, Cadastres and Land Reclamation, Buryat State Academy of Agriculture named after V.R. Filippov, Ulan-Ude, Russia. Sphere of scientific interests: agrilandscape organization of the territory, use of sloping agricultural lands in agricultural production, monitoring and evaluation of soil fertility of sloping land
Anton Batudaev, doctor of agricultural sciences, professor, Buryat State Academy of Agriculture named after V.R. Filippov, Ulan-Ude, Russia. Sphere of scientific interests: crop rotations, tillage, soil fertility, bipolarization farming, resource saving technologies
Образец цитирования_
Куклина Е.Э., Батудаев А.П. Плотность почвы в условиях склоновых агроландшафтов в степной зоне Бурятии // Вестн. Заб. гос. ун-та. 2016. Т. 22. № 3. С. 4—9.
